溶液プロセスで作製した電子・光電子デバイスは、従来型のエピタキシャル成長による格子整合した結晶性半導体デバイスに比べて低コストで、大きなデバイス面積や物理的なフレキシビリティをもち、容易な材料集積を可能にする。このような溶液プロセスデバイスの電子、あるいは光電子性能は、従来型のルートで作製したデバイスに比べて劣っていることが普通だが、その他の利点を考えれば一部の応用では問題にならない。本論文では、溶液プロセスによる赤外光検出器の作製について報告する。この検出器は、室温で作動する最良のエピタキシャルデバイスに比べて、その規格化検出率(D*、検出器感度の性能指数)が優れている。このデバイスは、単回の溶液プロセスステップで、あらかじめ作製しておいたプレーナ電極アレイ上にPbSコロイド量子ドットナノ結晶層をパターン化せずオーバーコートして形成した。このデバイスは大きな光伝導利得を示し、応答率は103 AW-1以上になった。最良のものは、室温、1.3μmで、1.8×1013ジョーンズ(1ジョーンズ=1 cm Hz1/2 W-1)の規格化検出率D*を示した。現在、最高の性能をもつ赤外光検出器はエピタキシャル成長InGaAsから作製した光起電力デバイスであり、室温で1012ジョーンズ領域のピークD*を示す。一方、光伝導検出器で過去に得られたD*の記録は1011ジョーンズ付近にある。量子サイズ効果を使って光吸収が始まるエネルギーを目的に合わせて選択し、同時にナノ粒子を融合させるプロセスと表面トラップを官能基化するプロセスの順序をよく考えて調整すれば、この作製が容易なデバイスで優れた性能が実現する。
